Kristalisasi Kanabinoid dengan Sonikasi
Kristalisasi merupakan tahap proses yang diperlukan untuk menghasilkan isolat CBD kristalin. Nanokristalisasi ultrasonik (sonokristalisasi) banyak digunakan untuk menyiapkan isolat kristalin seperti isolat CBD dari larutan lewat jenuh. Dengan gelombang ultrasonik berdaya tinggi, agitasi intensif mendorong pembentukan kristal CBD yang sempurna. Kristalisasi ultrasonik merupakan metode yang dapat dikendalikan secara presisi, sangat efisien, dan cepat untuk menghasilkan isolat CDB kristalin.
Kristalisasi CBD Ultrasonik
Kristalisasi isolat CBD merupakan proses pengendapan yang membentuk padatan CBD dalam pelarut. Untuk mengkristalkan CBD, zat terlarut (yaitu minyak CBD hasil distilasi) harus dilarutkan dalam pelarut hingga membentuk larutan lewat jenuh. Gelombang ultrasonik bertindak sebagai rangsangan eksternal yang memulai pembentukan benih kristal (nukleasi) dan membantu mendorong serta mengendalikan pertumbuhan kristal.
Pelarut yang biasanya digunakan: pentana atau heptana.
Bagaimana Ultrasonikasi Mendorong Kristalisasi CBD?
Ultrasonikasi merupakan metode agitasi yang sangat efisien untuk menghasilkan larutan lewat jenuh yang homogen dari ekstrak CBD dalam pelarut. Selama pengadukan ultrasonik intensif pada larutan lewat jenuh, benih kristal dapat terbentuk dan selanjutnya bertindak sebagai titik pertumbuhan kristal CDB. Agitasi ultrasonik mengintensifkan perpindahan massa antara benih kristal awal dan larutan lewat jenuh sehingga kristal tumbuh dengan cepat dan seragam. Ini berarti sonikasi merupakan teknik yang sangat efisien untuk mendorong dan mengendalikan produksi kristal CBD.
Reaktor dengan sonikator UIP2000hdT untuk sonokristalisasi kanabinoid
Apa Kata Penelitian
“Ketika ultrasonik diterapkan pada larutan untuk kristalisasi, sifat produk kristalin dapat terpengaruh secara signifikan. Iradiasi ultrasonik mengurangi waktu induksi dan zona metastabil serta meningkatkan laju nukleasi. Karena efek ini, kristal yang dihasilkan umumnya lebih kecil dengan distribusi ukuran yang lebih sempit dibandingkan dengan kristalisasi konvensional. Selain itu, iradiasi ultrasonik dapat menyebabkan fragmentasi kristal yang sudah ada akibat tumbukan antarkristal atau sonofragmentasi.” [Kim and Suslick, 2018]
Kristalisasi Kanabinoid dengan Pengadukan
Kristalisasi ultrasonik (juga dikenal sebagai sonokristalisasi) merupakan bentuk kristalisasi dengan pengadukan terkendali yang mengungguli teknik pengendapan konvensional melalui pembentukan kristal yang cepat berkat agitasi ultrasonik intensif. Pengadukan dan pencampuran ultrasonik memasukkan gaya kinetik yang tinggi ke dalam campuran ekstrak CBD dan pelarut. Dengan demikian, terbentuk larutan lewat jenuh yang kemudian mengalami peningkatan perpindahan massa akibat agitasi ultrasonik, sehingga laju kristalisasi meningkat. Kristalisasi ultrasonik merupakan proses cepat yang dapat dikendalikan secara presisi. Hal ini memungkinkan pertumbuhan kristal dengan ukuran seragam dan standar mutu produk yang tinggi secara berkelanjutan. Dengan penyesuaian parameter sonikasi, kristalisasi ultrasonik memungkinkan pembentukan kristal berukuran mikron atau nano yang seragam. Tumbuhkan kristal hingga ukuran yang disesuaikan dengan menerapkan parameter proses yang telah ditetapkan. Penerapan sonokristalisasi memungkinkan pengendapan kristal berukuran nano yang menawarkan bioavailabilitas unggul dan dihargai pelanggan karena efisiensinya yang lebih tinggi serta manfaat kesehatan yang nyata. Pengendalian parameter sonokristalisasi secara tepat memberikan hasil yang dapat diulang/direproduksi. Selain itu, kristalisasi ultrasonik kanabinoid dapat ditingkatkan skalanya secara sepenuhnya linear hingga volume produksi berapa pun. Karena kristalisasi ultrasonik menghasilkan isolat CBD bermutu tinggi, proses hilir seperti pemurnian dapat dikurangi hingga minimum.
Perangkat UP200St dapat diintegrasikan ke dalam reaktor kimia berpengaduk untuk mempercepat dan meningkatkan kristalisasi.
- Kristalisasi dengan pengadukan
- Kokristalisasi
- Kristalisasi antisolven
- Kristalisasi pendinginan
- Kristalisasi lelehan
- Kristalisasi reaktif / pengendapan
Kristalisator Ultrasonik untuk Produksi Isolat CBD
Hielscher Ultrasonics adalah mitra Anda yang berpengalaman selama bertahun-tahun dalam proses kristalisasi ultrasonik berkinerja tinggi. Hielscher Ultrasonics menyediakan beragam peralatan kristalisasi ultrasonik untuk pemrosesan batch dan pemrosesan kontinu secara inline. Peralatan Hielscher Ultrasonics dipasang di fasilitas pengolahan pangan dan farmasi di seluruh dunia serta memenuhi standar mutu tertinggi. Sesuai untuk standardisasi proses, mutu produk yang tinggi secara berkelanjutan, dan Praktik Manufaktur yang Baik (GMP), sistem kristalisasi ultrasonik Hielscher sejalan dengan tujuan Anda untuk mencapai standar produksi yang unggul.
- Kristal berukuran mikron dan nano (dapat disesuaikan)
- Efisiensi tinggi
- Pertumbuhan kristal yang dikendalikan secara presisi
- Pertumbuhan kristal yang seragam
- Bentuk sempurna
- Proses satu lintasan / satu wadah
- Hasil yang dapat diulang dan direproduksi
- Mudah dan aman dioperasikan
Amplitudo Tinggi untuk Sonokristalisasi
Sonikasi dengan gelombang ultrasonik beramplitudo tinggi mengurangi waktu induksi lebih banyak daripada sonikasi dengan gelombang beramplitudo rendah. [Kim and Suslick, 2018] Ultrasonikasi berdaya tinggi pada amplitudo tinggi menghasilkan mikroturbulensi, gaya geser, dan agitasi yang intens secara konsisten. Gerakan mikro dan makro dalam bubur lewat jenuh ini meningkatkan perpindahan massa dan selanjutnya meningkatkan laju kristalisasi. Prosesor ultrasonik industri Hielscher Ultrasonics dapat menghasilkan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200µm dapat dengan mudah dijalankan secara kontinu dalam pengoperasian 24/7. Untuk amplitudo yang lebih tinggi lagi, tersedia sonotrode ultrasonik yang disesuaikan dengan kebutuhan.
Semua peralatan dibuat untuk penggunaan 24/7/365 pada beban penuh, dan ketangguhan serta keandalannya menjadikannya perangkat andalan dalam proses sonokristalisasi Anda. Hal ini menjadikan peralatan ultrasonik Hielscher sebagai alat kerja andal yang memenuhi kebutuhan sonokristalisasi Anda.
Amplitudo yang Dapat Dikendalikan secara Presisi untuk Kristalisasi Unggul
Semua prosesor ultrasonik Hielscher dapat dikendalikan secara presisi sehingga menjadi perangkat andalan dalam penelitian dan pengembangan serta produksi. Amplitudo merupakan salah satu parameter proses penting yang memengaruhi efisiensi dan efektivitas sonokristalisasi. Semua prosesor Hielscher Ultrasonics memungkinkan pengaturan amplitudo secara presisi. Prosesor ultrasonik industri Hielscher dapat menghasilkan amplitudo yang sangat tinggi dan memberikan intensitas ultrasonik yang diperlukan untuk aplikasi dengan tuntutan tinggi. Amplitudo hingga 200µm dapat dengan mudah dijalankan secara kontinu dalam pengoperasian 24/7.
Pengaturan amplitudo yang presisi dan pemantauan parameter proses ultrasonik secara terus-menerus melalui perangkat lunak cerdas memungkinkan Anda memengaruhi reaksi sonokristalisasi secara presisi. Selama setiap siklus sonikasi, semua parameter ultrasonik direkam secara otomatis pada kartu SD bawaan sehingga setiap siklus dapat dievaluasi dan dikendalikan. Sonikasi optimal untuk sonokristalisasi yang paling efisien!
Sonikasi dengan Suhu Terkendali
Untuk proses kristalisasi kanabinoid, suhu merupakan parameter proses penting yang memengaruhi hasil dan mutu kristal CBD. Reaktor sonokristalisasi Hielscher dilengkapi dengan jaket pendingin untuk menjaga suhu proses tetap dalam rentang yang ditentukan. Selain itu, sistem sonokristalisasi kami dilengkapi perangkat lunak cerdas yang memantau suhu proses melalui sensor suhu yang dapat dipasang. Dalam menu yang mudah digunakan, pengguna dapat menetapkan batas suhu atas dan bawah. Begitu suhu proses keluar dari rentang suhu yang ditetapkan, sonikator berhenti sementara hingga suhu kembali berada dalam ∆T yang telah ditetapkan. Hal ini memberi Anda kendali yang presisi atas parameter penting proses kristalisasi, yaitu “suhu”.
MultiPhaseCavitator untuk Kristal yang Seragam
MultiPhaseCavitator MPC48 merupakan sisipan sel alir unik dengan 48 kanula untuk menyuntikkan fase kedua (yaitu distilat CBD) langsung ke titik dengan aktivitas kavitasi paling intens. Dengan demikian, campuran distilat CBD dan pelarut yang sangat seragam membentuk larutan lewat jenuh, tempat inti kristal CBD akan terbentuk. Paparan dalam reaktor ultrasonik memungkinkan nukleasi dan pertumbuhan kristal yang dapat dikendalikan secara presisi. MultiPhaseCavitator menjadikan proses kristalisasi sangat efisien dan memungkinkan standardisasi proses berkat pengendalian yang presisi. Proses manufaktur yang sangat terstandardisasi merupakan bagian dari Praktik Manufaktur yang Baik (GMP) dan membantu menghasilkan produk bermutu tertinggi secara berkelanjutan.
Reaktor ultrasonik dengan MultiPhaseCavitator untuk sonokristalisasi yang lebih baik
Mutu Tertinggi – Dirancang dan Diproduksi di Jerman
Sebagai perusahaan yang dimiliki dan dikelola keluarga, Hielscher memprioritaskan standar mutu tertinggi untuk prosesor ultrasoniknya. Semua sonikator dirancang, diproduksi, dan diuji secara menyeluruh di kantor pusat kami di Teltow dekat Berlin, Jerman. Ketangguhan dan keandalan peralatan ultrasonik Hielscher menjadikannya perangkat andalan dalam produksi Anda. Pengoperasian 24/7 pada beban penuh dan di lingkungan dengan tuntutan tinggi merupakan karakteristik alami probe dan reaktor ultrasonik berkinerja tinggi Hielscher.
Hubungi kami sekarang dan sampaikan kebutuhan sonokristalisasi Anda! Kami akan merekomendasikan kristalisator ultrasonik dan konfigurasi reaktor yang paling sesuai untuk Anda!
Hubungi Kami! / Tanyakan kepada Kami!
Literatur / Referensi
- Kim, Hyo Na; Suslick, Kenneth (2018): The Effect of Ultrasound on Crystals – Sonocrystallization and Sonofragmentation. Crystals 2018, 8, 28.
- Gielen, Bjorn; Jordens, Jeroen; Thomassen, Leen C. J.; Braeken, Leen; Van Gerven, Tom (2017): Agglomeration Control during Ultrasonic Crystallization of an Active Pharmaceutical Ingredient. Crystals 7, 40. 2017.
- Antunes, ABD; De Geest, BG; Vervaet, C.; Remon, JP (2013): Solvent-free drug crystal engineering for drug nano- and micro suspensions. European Journal of Pharmaceutical Sciences, 48(1-2), 2013. 121-129.
- R. McKee, E. Frank, J. Heath, D. Owen, R. Przygoda, G. Trimmer, F. Whitman (1998): Toxicology of n-pentane (CAS no. 109-66-0). Journal of Applied Toxicolicology Nov-Dec 1998;18(6):431-42.
Fakta yang Perlu Diketahui
Pentana sebagai Pelarut
n-Pentana (No. CAS 109-6-0) merupakan pelarut hidrokarbon yang biasanya digunakan untuk kristalisasi kanabinoid seperti CBD.
“n-pentana tidak bersifat toksik akut melalui jalur oral maupun inhalasi, tidak mengiritasi kulit atau mata, dan tidak menyebabkan sensitisasi kulit. Zat ini tidak menunjukkan toksisitas kumulatif pada tingkat hingga 20.000 mg m(-3), yang kira-kira setengah dari batas ledakan bawah dan merupakan tingkat tertinggi yang dianggap aman untuk diuji. Zat ini tidak menyebabkan toksisitas perkembangan dan tidak bersifat mutagenik. Berdasarkan informasi ini dan informasi lain yang tersedia, disimpulkan bahwa n-pentana tidak memerlukan klasifikasi untuk potensi bahaya toksik (sebagaimana didefinisikan dalam Lampiran VI Direktif Zat Berbahaya Uni Eropa, 1993), meskipun sifat fisiknya menunjukkan bahwa pemberian peringatan mengenai potensi aspirasi adalah tepat. Selain itu, tidak ada alasan untuk menurunkan rekomendasi paparan kerja yang berlaku saat ini. Terakhir, meskipun terdapat beberapa masalah keselamatan terkait sifat mudah terbakar n-pentana, tidak adanya toksisitas yang dapat dibuktikan pada tingkat perlakuan tinggi menunjukkan bahwa risiko efek kesehatan yang merugikan sangat kecil bagi semua kelompok populasi.” (McKee et al. 1998)
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi, dan ekstraksi pada skala laboratorium, pilot, dan industri.